機械工程英語翻譯

1、 車床及其結(jié)構(gòu)車床是主要用于生成旋轉(zhuǎn)表面和平整邊緣的機床。根據(jù)它們的使用目的、結(jié)構(gòu)、能同時被安裝刀具的數(shù)量和自動化的程度，車床或更確切地說是車床類的機床，可以被分成以下幾類： (1)普通車床(2)萬能車床(3)轉(zhuǎn)塔車床(4)立式車床(5)自動車床(6)特殊車床 雖然車床類的機床多種多樣，但它們在結(jié)構(gòu)和操作原理上具有共同特性。這些特性可以通過普通車床這一最常用的代表性類型來最好地說明。下面是關(guān)于圖11.1所示普通車床的主要部分的描述。 車床床身：車床床身是包含了在兩個垂直支柱上水平橫梁的主骨架。為減振它一般由灰鑄鐵或球墨鑄鐵鑄造而成。它上面有能讓大拖板輕易縱向滑動的導(dǎo)軌。車床床身的高度應(yīng)適當(dāng)以讓

2、技師容易而舒適地工作。 主軸箱：主軸箱固定在車床床身的左側(cè)，它包括軸線平行于導(dǎo)軌的主軸。主軸通過裝在主軸箱內(nèi)的齒輪箱驅(qū)動。齒輪箱的功能是給主軸提供若干不同的速度(通常是6到18速)。有些現(xiàn)代車床具有采用摩擦、電力或液壓驅(qū)動的無級調(diào)速主軸箱。 主軸往往是中空的，即縱向有一通孔。如果采取連續(xù)生產(chǎn)，棒料能通過此孔進給。同時，此孔為錐形表面可以安裝普通車床頂尖。主軸外表面是螺紋可以安裝卡盤、花盤或類似的裝置。 尾架：尾架總成基本包括三部分，底座、尾架體和套筒軸。底座是能在車床床身上沿導(dǎo)軌滑動的鑄件，它有一定位裝置能讓整個尾架根據(jù)工件長度鎖定在任何需要位置。尾架體為一能橫向運動的鑄件，它可以調(diào)整尾架軸線

3、與主軸箱軸線成一直線。第三部分，套筒軸是一淬硬鋼管，它能根據(jù)需要在尾架體中縱向進出移動。這通過使用手輪和螺桿來達到，與螺桿嚙合的是一固接在套筒軸上的螺母。套筒軸開口端的孔是錐形的，能安裝車床頂尖或諸如麻花鉆和鏜桿之類的工具。套筒軸通過定位裝置能沿著它的移動路徑被鎖定在任何點。 大拖板：大拖板的主要功能是安裝刀具和產(chǎn)生縱向和/或橫向進給。它實際上是一由車床床身V形導(dǎo)軌引導(dǎo)的、能在車床床身主軸箱和尾架之間滑動的H形滑塊。大拖板能手動或者通過溜板箱和光桿(進給桿)或絲桿(引導(dǎo)螺桿)機動。 在切削螺旋時，動力通過絲桿提供給溜板箱上的齒輪箱。在其余車削作業(yè)中，都由光桿驅(qū)動大拖板。絲桿穿過一對固定在溜板箱

4、后部的剖分螺母。當(dāng)開動特定操作桿時，剖分螺母夾在一起作為單個螺母與旋轉(zhuǎn)的絲桿嚙合，并帶動拖板沿著床身提供進給。當(dāng)操作桿脫離時，剖分螺母釋放同時大拖板停止運動。另一方面，當(dāng)使用光桿時則通過蝸輪給溜板箱提供動力。 蝸輪用鍵連接在光桿上，并與溜板箱一起沿光桿運動，光桿全長范圍開有鍵槽?，F(xiàn)代車床一般在主軸箱下裝備快速變換齒輪箱，通過一系列齒輪由主軸驅(qū)動。它與光桿和絲桿連接，能容易并快速地通過簡單轉(zhuǎn)換適當(dāng)?shù)牟僮鳁U選擇各種進給?？焖僮儞Q齒輪箱可用于普通車削、端面切削和螺旋切削作業(yè)中。由于這種齒輪箱與主軸相連，主軸每轉(zhuǎn)一圈溜板箱(和切削刀具)運動的距離能被控制，這距離就可以被認為是進給。 車床切削刀具 車床

5、刀具的形狀和幾何參數(shù)取決于它們的使用目的。車削刀具可以分為兩個主要組別，即外部切削刀具和內(nèi)部切削刀具。這兩組中的每一組都包括以下類型刀具： 車削刀具：車削刀具可以是精車刀具或粗車刀具。粗車刀具刀尖半徑較小，用于深切削。而精車刀具刀尖半徑較大，用于通過微量進刀深度來獲得具有較好表面光潔度的最終所需尺寸。粗車刀具按其進給方向可以是右手型的或是左手型的。它們可以有直的、彎的或偏置的刀桿。 端面刀具：端面刀具用在端面作業(yè)中加工平板側(cè)面或端部表面，也有加工左右側(cè)表面之分。與一般采用縱向進給的車削作業(yè)相反，那些側(cè)表面通過采用橫向進給產(chǎn)生。 切斷刀具：切斷刀具，有時也稱為分割刀具，用于將工件分割成若干部分和

6、/或加工外部環(huán)形槽。 螺紋切削刀具：螺紋切削刀具根據(jù)所需螺紋的橫截面，有三角形的、矩形的或梯形的切削刃。同時，這些刀具的平面角必須始終與螺紋形狀的平面角保持一致。車外螺紋的螺紋切削刀具為直刀桿，而車內(nèi)螺紋的螺紋切削刀具則是彎刀桿。 成形刀具：成形刀具有專門制成特定形狀的刀刃，這種刀刃形狀與被加工工件所需外形正好相反。高速鋼刀具通常以單件形式制造，而硬質(zhì)合金或陶瓷刀具則以刀尖形式制造。后者用銅焊或機械方法固定于鋼質(zhì)刀桿上。圖11.2所示為機械式固定布置方式，它包括了硬質(zhì)合金刀尖、斷屑槽、襯墊、卡裝螺桿(帶有墊圈和螺母)及刀桿。顧名思義，斷屑槽的功能就是不時地折斷長切屑，以防形成很長的可能會在機加

7、工操作中引起問題的纏繞切屑條。硬質(zhì)合金刀尖(或陶瓷刀尖)根據(jù)采用它們的機加工操作，可以有不同的形狀。根據(jù)將刀尖裝配在刀桿上是通過用銅焊還是機械卡裝，刀尖可以是實心的或是帶有中心通孔的。 車床操作 在下面這節(jié)中，要討論的是能在傳統(tǒng)普通車床上進行的各種機加工作業(yè)。然而，必須記住現(xiàn)代計算機數(shù)控車床具有更多的功能并且可以進行其它操作，例如仿型。下面是傳統(tǒng)車床的操作。 圓柱面車削：圓柱面車削是所有車床操作中最簡單也是最普通的。工件旋轉(zhuǎn)一整圈產(chǎn)生一個圓心落在車床主軸上的圓；由于刀具的軸向進給運動這種動作重復(fù)許多次。所以，由此產(chǎn)生的機加工痕跡是一條具有很小節(jié)距的螺旋線，該節(jié)距等于進給。因此機加工表面始終是圓

8、柱形的。 軸向進給通過大拖板或復(fù)式刀架手動或自動提供，然而切削深度則由橫向滑板控制。粗車中，推薦使用較大切削深度(根據(jù)工件材料可達0.25英寸或6毫米)和較小進給。另一方面，精車則最好采用很小的進給、較小的切削深度(小于0.05英寸或0.4毫米)和較高的切削速度。 端面車削：端面車削操作的結(jié)果是將工件整個端部表面或者像軸肩之類的中間環(huán)形表面加工平整。在端面車削操作中，進給由橫向滑板提供，而切削深度則通過大拖板或復(fù)式刀架控制。端面車削既可以從外表面向內(nèi)切削也可以從工件中心往外切削。很明顯在這兩種情況下機加工痕跡都是螺線形式。通常在端面車削作業(yè)時習(xí)慣于采用夾住大拖板，這是因為切削力傾向于將刀具(當(dāng)

9、然包括整個大拖板)推離工件。在大多數(shù)端面車削作業(yè)中，工件被支撐在卡盤或花盤上。 開槽：在切斷和開槽操作中，刀具只有橫向進給。要采用前面已經(jīng)討論過的切斷和開槽刀具。 鏜孔和內(nèi)部車削：鏜孔和內(nèi)部車削通過鏜桿或合適的內(nèi)部切削刀具在內(nèi)表面進行。如果初始工件是實心的，則必須首先進行鉆孔作業(yè)。鉆孔刀具安裝在尾架上，然后對著工件進給。 錐面車削：錐面車削通過沿著與車床主軸不平行而傾斜成一個等于錐面所需角度的方向進刀來實現(xiàn)。下面是在實際錐面車削中采用的不同方法：(1) 將復(fù)式刀架盤旋轉(zhuǎn)一個等于圓錐體頂角一半的角度。通過搖動復(fù)式刀架操縱柄手動提供進給。當(dāng)錐角相對較大時切削外錐面和內(nèi)錐面推薦使用這種方法。(2)

10、對很短的外錐面采用特殊的成型刀具。工件的寬度必須略小于刀具的寬度，并且工件通常由卡盤支撐或夾緊在花盤上。在這種情況下，機加工作業(yè)時只有橫向進給而大拖板則夾緊在床身上。(3)偏移尾架頂尖。對需要較小錐角(小于8°) 的較長工件外錐面車削采用這種方法。工件安裝于兩頂尖之間；然后將尾架頂尖朝垂直于車床主軸方向移動一距離S。(4) 采用錐面車削附加裝置。這種方法用于車削很長的工件，其長度大于復(fù)式刀架的整個行程。在這種場合下要遵循的步驟是將橫向滑板完全脫離大拖板，然后通過錐面車削附加裝置進行引導(dǎo)。在此作業(yè)中，能照常使用自動軸向進給。對具有較小錐角(即8°到10°)的很長工件

11、推薦采用這種方法。 螺紋切削：在螺紋切削作業(yè)時，軸向進給必須保持恒定速率，這取決于工件的轉(zhuǎn)速(rpm)。兩者之間的關(guān)系基本上由被切削螺紋所需的節(jié)距決定。 如前所述，當(dāng)依靠驅(qū)動大拖板的絲桿切削螺紋時軸向進給是自動產(chǎn)生的。絲桿旋轉(zhuǎn)一圈，大拖板就行進等于絲桿節(jié)距的一段距離。因此如果絲桿的旋轉(zhuǎn)速度等于心軸的轉(zhuǎn)速(即工件的轉(zhuǎn)速)，生成切削螺紋的節(jié)距就正好等于絲桿的節(jié)距。所以被切削生成螺紋的節(jié)距總是取決于絲桿和心軸的轉(zhuǎn)速比：絲桿的節(jié)距/工件所需節(jié)距=工件轉(zhuǎn)速/絲桿轉(zhuǎn)速=心軸到大拖板的傳動比。 這公式在決定車床心軸和絲桿之間的運動學(xué)關(guān)系時很有用，并且提供了正確挑選它們之間輪系的方法。 在螺紋切削作業(yè)中，工件

12、既能支撐于卡盤中，對相對較長的工件也能安裝在兩個車床頂尖之間。使用的刀具外形必須正好與要切削螺紋的輪廓一致，即三角形刀具必須用于三角形螺紋等等。 滾花：滾花主要是一種不產(chǎn)生切屑的成型操作。它使用兩個帶有粗銼式表面的淬火滾輪壓在旋轉(zhuǎn)的工件上使工件金屬產(chǎn)生塑性變形。 滾花用于生成粗糙的圓柱(或圓錐)面，通常用來作手柄。有時表面滾花只為裝飾之故；有不同的滾花圖案類型可供選擇。 Cutting Speeds and Feed切削速度和進給 切削速度，通常用每分鐘表面英尺給出，就是一分鐘內(nèi)工件(被切削)表面給定點在圓周方向上行進的英尺數(shù)。表面速度與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系可以用下式給出： SFM=DN式中D=用英

13、尺表示的工件直徑N=轉(zhuǎn)速 表面切削速度主要由被切削材料和切削刀具材料決定，可以從手冊、切削刀具生產(chǎn)商提供的資料及類似的東西上查取。一般而言，SFM當(dāng)機加工冷軋或低碳鋼時取100，機加工較堅韌的金屬時取50，而機加工較軟材料時取200。對鋁而言，SFM通常可取400以上。也還存在其它一些變量影響表面切削速度的最佳值。其中包括刀具形狀、潤滑劑或冷卻液的類型、進給和切削深度。切削速度一旦確定，心軸轉(zhuǎn)速(rpm)就能按下式得到： N=SFM/(D) 合適進給的選擇取決于許多因素，例如所需表面光潔度、切削深度和所用刀具的幾何形狀。進給越小生成的光潔度越好，而在刀具與工件直接接觸時進給越大則可以減少機加工

14、時間。 所以對粗車一般推薦使用較大進給，而精車則用較小進給。再者，作為指導(dǎo)方針的進給推薦值可以從手冊和切削刀具生產(chǎn)商提供的資料小冊子上找到。Unit 11中央控制單元（CPU）的功能是控制所有系統(tǒng)部件的運行和對數(shù)據(jù)進行數(shù)字的或是邏輯的操作。為了完成上述功能，CPU由以下兩個單元組成2控制單元數(shù)字邏輯單元3控制單元通過程序指令來協(xié)調(diào)大量的特種操作，這些操作包括接受輸入計算機的數(shù)據(jù)，并決定和是以何種方法來處理這些數(shù)據(jù)?？刂茊卧苤笓]數(shù)字邏輯單元的操作，他把數(shù)據(jù)發(fā)送給ALU來告訴ALU根據(jù)這些數(shù)據(jù)該運行什么功能，并且在哪里把結(jié)果存儲下來?？刂茊卧瓿缮鲜霾僮鞯哪芰谄浒惭b了一個具有儲存與記憶功能的

15、總控程序機構(gòu)。4數(shù)字邏輯單元運行諸如加減比較之類的操作。這些操作是根據(jù)數(shù)據(jù)以二進制的形式表現(xiàn)出來的。在指示了確定的條件下，邏輯部也可以用來改變命令執(zhí)行的次序。此外，邏輯部分還具有編輯或清除數(shù)據(jù)等功能。5控制單元和數(shù)字邏輯單元都是得用寄存器來完成他們的功能的，計算機寄存器是一個可以接收短暫存儲，轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)的小記憶裝置。根據(jù)計算機能力的不同，寄存器能建立出相應(yīng)的字節(jié)數(shù)的字長。每個詞的字節(jié)數(shù)從4到64不等！Unit 2 生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)字控制（1）數(shù)控是程序控制的自動化，在數(shù)字控制系統(tǒng)中，設(shè)備通過數(shù)字，字母和符號來編碼，以一種合適的格式為每一個特定的零件或工件定義一個程序指令集。當(dāng)工件變化時，程序也變化，

16、改變程序的能力也就是適合中小批量生產(chǎn)。寫一個新程序比改變大量生產(chǎn)設(shè)備要容易的多。（2）基本結(jié)構(gòu)：數(shù)控系統(tǒng)由下面三部分組成：1.控制程序；2.機器控制單元；3.加工設(shè)備。三部分的基本關(guān)系，由圖2.1 所示。程序輸入到控制單元由送入的程序來引導(dǎo)加工設(shè)備控制。（3）指導(dǎo)程序是一步步詳細的指導(dǎo)加工設(shè)備的指令。通常指令把主軸上刀具相對于安裝工具的工作臺定位。更多先進的說明包括主軸的轉(zhuǎn)速，加工工具的選擇及其功能。程序刻在合適的介質(zhì)中，提交到機器控制單元中，在過去幾十年中，最常用的介質(zhì)是一英寸寬的打孔紙帶。由于打孔紙帶的廣泛使用，NC 有時也叫紙帶控制，然而這是現(xiàn)代數(shù)控使用的誤稱?，F(xiàn)在進入使用更多的是磁帶和

17、軟盤。（4）機器控制單元（MUC）由電子和控制硬件組成，機器控制單元可以讀出和執(zhí)行指令程序，可以自動改變加工工具和其他加工設(shè)備。（5）執(zhí)行單元是數(shù)控系統(tǒng)的第三基礎(chǔ)部分，執(zhí)行原件是有效執(zhí)行工作的原件，最常見的數(shù)控例子其中的一個加工操作，加工設(shè)備由工作臺和主軸組成，就像用電動機來驅(qū)動一樣。加工設(shè)備由控制單元來驅(qū)動控制系統(tǒng)的類型?？刂葡到y(tǒng)的類型（6）數(shù)控有2 種基本類型，點對點式和輪廓式控制，點對點式控制也稱定位控制，每個軸都是通過絲杠單獨驅(qū)動，根據(jù)加工類型不同，加工速度也不一樣。機器開始以最大速度運行來減少非加工時間，但當(dāng)他達到數(shù)據(jù)定義的位置時，機器開始減速。因此在一個操作中，如鉆或沖孔操作先定位

18、在加工。在鉆或沖孔之后，迅速收起工具移動到另一個位置重復(fù)此操作。從一個位置移到另一個位置是非常重要的，要遵循一個原則，從效率上考慮只要時間最短即可。點對點系統(tǒng)主要用于鉆，沖孔，直銑操作中。（7）輪廓式也就是連續(xù)路徑式系統(tǒng)，定位和切削同時按不同速度來控制，由于刀具在指定路線運動同時切削，因此速度和運動的同步控制是非常重要的。輪廓式系統(tǒng)常用于車床銑床磨床焊接設(shè)備和加工中心。（8）沿著路徑的運動或以增量差補是幾個基本方式的一個，在所有的差補中，要控制刀具的回轉(zhuǎn)中心定位，補償可以以不同直徑及刀具磨損，在數(shù)控程序中進行改寫。（9）有一些已形成差補方案來處理數(shù)控系統(tǒng)中連續(xù)路徑和加工系統(tǒng)產(chǎn)生的問題包括：1.

19、線性差補；2.圓弧差補；3.螺旋線差補；4.拋物線差補；5.立體差補（10）每一種差補程序都允許程序源產(chǎn)生加工指令，適用于相對少的輸入?yún)?shù)的直線或曲線路徑。儲存在數(shù)控單元中的模塊預(yù)算指引工具沿計算出的路徑運動。（11）線性差補是最基本的差補方法，用于連續(xù)路徑的數(shù)控系統(tǒng)中。兩軸和三軸線性差補路線在實際中有時會分辨出的，但在概念上他們是一樣的，程序源要明確指定直線的起點和缺點及沿直線的進給率。差補需計算兩軸或三軸的進給速率以達到設(shè)定的進給速度。（12）線性差補用來差補圓是不合適的因為程序源需要明確指定線段部分（線段數(shù)量）和各自的終點來大約模擬圓弧。圓弧差補法已形成他允許程序編程的路徑，使用圓弧只要

20、給定以下參數(shù)，圓弧終點坐標(biāo)，圓心坐標(biāo)，半徑和刀具沿圓弧路徑的走刀方向。圓弧差補也是由許多小的直線段來實現(xiàn)的，但這些小線段的參數(shù)由差補模塊來計算出來的，而不是程序員設(shè)定的。切削是沿著每一小線段一個一個的進行以產(chǎn)生光滑曲線路徑。圓弧差補的局限性是圓弧路徑所在平面是由數(shù)控系統(tǒng)中兩軸所決定的平面。（13）螺旋線差補結(jié)合了環(huán)形差補兩軸在第三軸上做線性運動這樣來定義空間三維螺旋路徑。（14）拋物線差補和立方差補法通過高次高程來實現(xiàn)自由曲線。這通常需要有強的計算能力，正因如此，他不如直線差補和環(huán)形差補常見。他們主要用于汽車工業(yè)中具有自由風(fēng)格的車身面，而這是線性差補和圓弧差補不能精確容易得到的。（15）數(shù)控技

21、術(shù)運用于數(shù)控機床，這是數(shù)控的主要應(yīng)用?，F(xiàn)在主要用于商業(yè)。我們?nèi)杂懻摂?shù)控系統(tǒng)特別是金屬數(shù)控車床。數(shù)控車床技術(shù)（16）種加工過程都可以在設(shè)計的專門車床上來實現(xiàn)加工。在車床上車削，在鉆床上鉆，在銑床上加工。有幾種類型的磨削方法也要有相應(yīng)種類的磨床。被設(shè)計的數(shù)控磨床可以進行下列加工包括：1.鉆加工；2.銑床立式和臥式主軸；3.車床臥式主軸和立式主軸；4.臥式和立式鏜床；5.仿形銑床；6.平面磨和圓柱磨（17）除了上述幾種機械加工方法，數(shù)控機床可用于其他金屬加工過程包括：用于薄片板的金屬板上沖孔的沖壓機，用于薄片金屬彎曲的折彎機。（18）數(shù)控技術(shù)的介入到機加工對機床的設(shè)計和運用有著顯著的影響。數(shù)控影響之

22、一在程序控制下切削金屬的時間與傳統(tǒng)手動機床_大得多。所以對于一些零件如主軸驅(qū)動主軸絲杠磨損更快，這些零件要設(shè)計成持續(xù)時間長的。第二，增加電子控制單元后設(shè)備成本也隨之增加，因此需要更高的利用率。取代傳統(tǒng)手工操作的一班制，數(shù)控機床通常采用兩班或三班制來獲得更多的回報。數(shù)控機床的設(shè)計中減少了非操作過程的時間如裝卸工件和換刀時間。第三，增加的勞動成本由人工成本變?yōu)樵O(shè)備成本。考慮到人工操作的角色，角色由技術(shù)熟練的工人控制，工件生產(chǎn)的每一個過程變?yōu)橹豢刂蒲b卸換刀和清除碎屑和類似的操作，這樣一個工人可以同時操作兩臺或三臺車床，機床的角色和功能也改變了。數(shù)控需要設(shè)計成高度自動化具有需要在不同車床加工幾種操作聯(lián)

23、合在一起一定加工的能力，這些變化是通過一種新型車床在數(shù)控技術(shù)存在之前是不存在的，他豐富了數(shù)控加工中心（19）加工中心是在20 世紀50 年代發(fā)展起來的具有在程序控制下在一個工件上一次裝夾完成幾種不同的加工能力的機床。加工中心能完成銑，鉆，鉸屑，攻絲，鏜，車端面及一些類似機加工工作。另外數(shù)控加工中心的典型特征包括以下方面：（20）(1)自動換刀能力: 多種機加工工作一位著需要多種刀具。刀具貝安裝在刀庫或多刀刀庫中。當(dāng)一把刀需要被調(diào)換時，多刀刀座自動旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)的位置上。自動化的換刀機構(gòu)。在程序控制下進行，把主軸上需換下的刀和多刀刀座上的刀調(diào)換。（21）(2)工件的自動定位: 大多數(shù)加工中心都可以使

24、工件沿著主軸旋轉(zhuǎn)因此允許刀具達到工件的四個表面。（22）(3)托架滑動裝置（平板架）: 加工中心另一個特點是有兩個或多個獨立拖板每個拖板都可以調(diào)整在刀具上。在加工過程中，一個拖板在刀具的前部，另一個拖板在遠離主軸的安全位置。這樣當(dāng)機床正在加工當(dāng)前的零件時。操作人員就可以從上一個工作循環(huán)中卸下最終加工好的零件，同時加緊毛坯用于下一個工作循環(huán)。（23）加工中心可以分為立式和臥式。這是參照機床主軸方向來劃分的。立式加工中心具有軸線相對工作臺垂直的主軸，臥式車床的主軸軸線是水平方向的。這種區(qū)別通常會導(dǎo)致在這些加工中心加工的零件類型不同。立式加工中心用于以上進刀的平面工作。臥式加工中心用于立體形狀，刀具

25、在立體側(cè)面可以進刀。一臺數(shù)控臥式加工中心，例子如圖2.2 所示，具有上面提到的一些特征。（24）加工中心的成功應(yīng)用導(dǎo)致了其他類似金屬加工機床的發(fā)展。例如：在車削中心，把車削加工設(shè)計成一個高度自動化萬能機床可以完成車削，刨，鉆，螺紋加工和類似的操作DNC AND CNC（25）數(shù)控的發(fā)展在分批生產(chǎn)和小批量生產(chǎn)中有著重要意義，從技術(shù)和商業(yè)角度來說都有著重要意義。數(shù)控有兩方面的提高和擴展，包括：1.直接數(shù)據(jù)控制；2.計算機數(shù)字控制（26）直接數(shù)據(jù)控制直接數(shù)據(jù)控制定義為一個制造系統(tǒng)，一定數(shù)量的機床有一臺計算機通過直接硬件連線實時控制。相應(yīng)的磁帶播放機忽略在直接數(shù)控中，這樣就消除系統(tǒng)中最不可靠的環(huán)節(jié)。不

26、用磁帶播放機而用電腦信息傳給車床。原則上說一臺計算機可以控制100 臺獨立機器（DNC 系統(tǒng)在1970 年稱為可控制26 臺機床）直接數(shù)控（DNC）電腦設(shè)計成在需要的時候提供指令給每一臺機床，當(dāng)機床需要控制指令時，計算機立即發(fā)送指令給機床。（27）圖2.3 說明了DNC 的基本配置。這個系統(tǒng)包括4 部分：1.中央計算機；2.大量內(nèi)存，用于存放數(shù)控程序；3.通信線；4.機床刀具（28）計算機從海量內(nèi)存中取出部分程序指令送入到需要的獨立機床中。相應(yīng)的計算機也接受機床反饋信息。這種雙工的信息流在實時控制加工系統(tǒng)中出現(xiàn)意味著每臺機床需要指令的請求能立即得到回應(yīng)。類似的，計算機必須總是要準(zhǔn)備要接受信息和

27、進行回應(yīng)。DNC 系統(tǒng)顯著特點是：可以實時控制大量機床。更具機器數(shù)量和所需的計算機程度化。有時需要使用衛(wèi)星計算機如圖2.4 所示。衛(wèi)星計算機是更小的計算機，可以分擔(dān)中央計算任務(wù)，減輕其負擔(dān)。每臺衛(wèi)星控制幾臺機床。零件加工指令程序由計算機接受，儲存在內(nèi)存中。當(dāng)需要時衛(wèi)星計算機發(fā)送指令程序到每個獨立機床中。來自機床的反饋數(shù)據(jù)在電腦中央存儲接受之前存儲在衛(wèi)星內(nèi)存中。（29）計算機數(shù)字控制由于DNC 技術(shù)的介入，在計算機技術(shù)上得到了很大的發(fā)展。計算機在尺寸和成本顯著減少的同時，計算機的能力卻有很大的提高。在數(shù)控中，這些發(fā)展使得由硬件布置的MCU（）變?yōu)閿?shù)字電腦控制的控制單元。最早，小型機在1970 年

28、使用。隨著計算機進一步小型化，小型機被當(dāng)今的微型機取代。（30）計算機控制也是一種數(shù)字控制，它采用微型計算機作為控制單元。由于數(shù)字電腦用于CNC 和DNC 中，只近似區(qū)分兩種類型。有三個區(qū)分原則：1）.DNC 電腦接受和發(fā)送指令數(shù)據(jù)都是來自許多機器，CNC 電腦控制只是一個機器或多個機器。2）.DNC 電腦占有一個位置通過控制來實現(xiàn)機器的旋轉(zhuǎn)。CNC 電腦要非常靠近車床。3）.DNC 軟件的發(fā)展不經(jīng)可以控制生產(chǎn)設(shè)備的每個單獨零件，還可以在生產(chǎn)堅固性方面提供主要控制信息。CNC 的提高可以提高特殊車床的能力。（31）電腦數(shù)控系統(tǒng)的大體配置如圖2.5 所示。如圖中所示，最初進入控制器的是磁帶播放機

29、。這樣，CNC 的外部系統(tǒng)與傳統(tǒng)的NC機相似。然而CNC 中的程序使用方法是不同的。Unit 3數(shù)控編程數(shù)控編程由一系列方向構(gòu)成，這些方向?qū)е聰?shù)控車床執(zhí)行某種操作，加工是最常用的進程。數(shù)控車床編程由內(nèi)部編程部門來完成，在車間里，或者從外部源購買。編程還可以手動或者在計算機輔助下來完成。程序包括指令和命令。幾何指令涉及刀具和工件間的相對移動。進程指令涉及主軸速度，進給以及道具等。行動指令涉及插值的類型以及刀具或者工作臺的緩慢和快速移動。切換命令涉及到開/關(guān)冷卻液供給狀況，主軸旋轉(zhuǎn)，主軸方向，換刀，工件進給，夾具固定等等。（1）手工編程。手工編程包括根據(jù)部分工程圖紙首先算出刀具，工件以及工作臺的尺

30、寸關(guān)系，繼而決定執(zhí)行的操作和工序。那么一個包括執(zhí)行特定操作所需必要信息的程序表就準(zhǔn)備好了，例如刀具切削，主軸轉(zhuǎn)速，進給，切削深度，切削液，以及刀具或者工件間的相對位置或者移動。根據(jù)這些信息，部分程序就準(zhǔn)備好了。通常一個紙帶首先被準(zhǔn)備好用于試用和調(diào)試程序。根據(jù)紙帶被使用多久，紙袋通常用更耐用的聚酯薄膜制成。手工編程可以由那些具有特定制造工藝知識和能夠理解，閱讀以及更改部分程序的人來完成。因為他們熟悉機床刀具和工藝流程，熟練的機械師可以做一些手工編程的編程培訓(xùn)。然而，所涉及的工作是乏味的，費時的，因此不合算。手工編程大多數(shù)用于簡單的點對點應(yīng)用上。（2）計算機輔助編程。計算機輔助編程是一種涉及到特殊

31、符號的編程語言，這種語言可以決定角點的坐標(biāo)，刀口以及工件的表面。編程語言是與計算機通信的方式并且涉及到符號字符。編程員用這種語言描述加工零件，而由計算機將零件程序轉(zhuǎn)換為數(shù)控機床的執(zhí)行指令。許多種商業(yè)應(yīng)用上的語言有多種多樣的特點和應(yīng)用。第一種被使用的是類似于英語語句的語言，它在十九世紀五十年代末被開發(fā)出來并被稱為APT語言。這種語言，由于它多種多樣的擴展形式，一直是最廣泛的用于點對點和連續(xù)路徑編程的語言。 復(fù)雜的工件現(xiàn)在使用基本的繪圖進行制造，計算機輔助制造程序。刀具的路徑是在類似于一個CAD程序的大量的繪圖環(huán)境下制造出來的。這種機器代碼由程序自動生成。 在生產(chǎn)開始之前，程序應(yīng)該被校驗，還有就是

32、通過一個顯示器觀看工藝流程的模仿或者使用廉價的材料（例如鋁，木頭，石蠟，或者是塑料）制作工件，而不是使用指定用于已加工零件的真實材料。 計算機輔助編程有以下幾個優(yōu)于人工方式的重要優(yōu)點。 比較容易使用的符號語言 縮短了編程時間。編程是一種容納了大量關(guān)于機械特點和工藝變量數(shù)據(jù)的一種能力，例如動力，速度，進給，刀具形狀，刀具形狀改變的補給量，刀具磨損，偏轉(zhuǎn)，以及冷卻液的使用。 減少了在人工編程中出現(xiàn)人為錯誤的可能性。 因為編程時所需更少的時間，降低了成本。 編程語言的使用不僅導(dǎo)致更高的工件質(zhì)量而且考慮到了機械指令的更加快速發(fā)展。另外，模擬可以在遠程計算機的終端設(shè)備上運行，這就確保了程序按照既定來運行

33、。這種方法可以防止昂貴的機器由于調(diào)試程序產(chǎn)生不必要的占用。 選擇某一種數(shù)控機床編程語言主要取決于以下幾個因素： 生產(chǎn)設(shè)施人員的專業(yè)水平級別 工件的復(fù)雜程度 設(shè)備的外形以及計算機的應(yīng)用 涉及編程的時間及費用因為數(shù)控涉及有關(guān)工件材料和加工參數(shù)的數(shù)據(jù)插入，編程必須由有制造業(yè)的相關(guān)方面知識的操作工和程序員來完成。在生產(chǎn)開始之前，程序應(yīng)該被校驗，還有通過一個CRT屏幕來觀察工藝流程的模擬或者用廉價的材料制造工件，例如鋁，木頭或者塑料，而不是使用指定用于已加工零件的真實材料。數(shù)控編程語言自從1956念麻省理工學(xué)院的初步研究數(shù)控編程系統(tǒng)以來大概有超過100種的數(shù)控編程語言已經(jīng)被開發(fā)出來了。大多數(shù)語言開發(fā)用于

34、特殊的需求和機械并且它們沒有經(jīng)受住時間的考驗。然而，相當(dāng)多的語言在今天一直被使用。在本小節(jié)，我們回顧一下那些被普遍認為是重要的語言。APT(自動編程工具)，APT語言是麻省理工學(xué)院研發(fā)的關(guān)于數(shù)控機床控制編程系統(tǒng)的成果。它的研發(fā)開始于1956年六月，它第一次用于生產(chǎn)是在1959年左右。幾天它是在美國應(yīng)用最廣泛的語言。雖然第一次打算作為一種輪廓語言。APT現(xiàn)在的版本可用于定位和持續(xù)路徑的編程而且可用于多達五個基準(zhǔn)軸的持續(xù)路徑編程。 AUTOSPOT(用于定位工具的自動系統(tǒng))。這個程序有IBM研發(fā)，在1962年第一次被引進用于PTP編程。AUTOSPOT現(xiàn)在的版本也可應(yīng)被用于修證輪廓。COMPACT

35、 II。這種語言是來自于制造數(shù)據(jù)系統(tǒng)的封裝。（MDSI公司），在安阿伯，密歇根州的一家公司。數(shù)控機床控制編程的許多特點于SPLIT相似。MDSI公司將COMPACT II系統(tǒng)租賃給以分時為依據(jù)的用戶。這種程序通過使用遠程終端把程序傳送給MDSI公司的計算機，有計算機轉(zhuǎn)向產(chǎn)生數(shù)控的紙帶。ADAPT（APT的改編版本）。多種編程語言直接依據(jù)于APT程序。這些語言之一便是ADAPT，它是在空軍合同下由IBM公司研發(fā)的。這種語言意圖提供許多APT的特點但是用于小型計算機。ADAPT不如APT一樣強大，但是能夠被用于定位和修改輪廓工作的程序。EXAPT(APT的擴展子集)。這種語言是由德國研發(fā)的。，開始

36、于1964年之間，以APT語言為依據(jù)。有三個版本：EXAPT I 被設(shè)計應(yīng)用于定位（鉆削和直切銑）。EXAPT II被設(shè)計用于車削，還有EXAPT III被設(shè)計用于限制輪廓的操作。EXAPT最重要的一個特點是嘗試自動地計算最佳進給量和進給速度。APT不僅僅是一種數(shù)控語言；它也是一種以APT聲明為依據(jù)執(zhí)行計算來。生成切割位置的計算機程序。在APT語言中聲明有四種類型：幾何聲明。這些定義好的幾何元素包括了工作組。它們有時也叫做定義聲明。后處理程序聲明。這些聲明用于特殊的機械工具和控制系統(tǒng)。它們用于指定進給量和進給速度而且精確了機械的其他特點。輔助聲明。這些不同種類的聲明常用作定義工件，刀具，以及公

37、差等等。銑床和車床的CNC編程于其他機械編程工藝是相似的；它需要對編程語言有一個透徹的理解。這種用作銑床和車床NC的語言通常被稱為G代碼。這些工序通常用于銑床機械和機加工中心，提供了一些G代碼使用的經(jīng)典例子，因為它包括大約了NC操作中的75%。下面編程和工藝的五類用于銑床NC編程。（下轉(zhuǎn)P114）自動化編程的人工指南NC機械編程采用兩種形式：人工編程以及在CAM軟件支持下的代碼生成。例3-1是一個人工編程的例子。它以銑削零件圖為開始，編程者設(shè)計一些能夠驅(qū)動切削刀具沿著預(yù)期路徑運行的G代碼工序。CAM生成的NC代碼為了使目標(biāo)機械工具能夠直接轉(zhuǎn)換為零件圖送給G代碼程序運行在已選擇的機械上，從而使用

38、一個后處理程序。CAM軟件和后處理程序分成兩類。類型之一，專業(yè)CAM和簡潔CAM，它是獨立的，并且吸收了所有主要CAM供應(yīng)商的繪圖文件。第二種類型，是被CAD供應(yīng)商研發(fā)的，它集成了CAD程序和運行，作為集成CAD / CAM設(shè)計軟件的一部分Unit 4 機加工與切削加工中心（1）這篇文章介紹了計算機控制的機械刀具設(shè)計的能力和較大的發(fā)展，就想我們知道的機加工和切削加工中心，這些機器有其他機器工具沒有的柔性和多功能性，應(yīng)此他們作為加工工具第一選擇。機加工與切削加工中心（2）需要注意的是每臺機器他的自動化程度有多高，都要設(shè)計一種基本的加工樣式就像所展示的那樣，在制造過程中不同的表面是用不同的加工方法

39、加工的，（3）例如，如圖4.3 所示，銑、端面車削、鏜、鉆、鉸孔、切絲來獲得額定的公差要求及最終表面精度。（4）習(xí)慣性的加工過程的執(zhí)行，始于工件的移動從一把加工刀具到另一把加工刀具直至所有的加工完成，這是一種切實可行的制造方法，并具有高度的自動化。這就是生產(chǎn)流水線的原理。最常見的是應(yīng)用于高容量或大批量的生產(chǎn)，生產(chǎn)流水線是由幾種加工刀具按一定的次序排列組成的，諸如自動發(fā)動機模塊這樣的工件從一個加工地點到另一個加工地點，并且在每一個加工中心都運用特有的加工方式進行加工，工件會被輸送到下一個機器進行下一個加工。（5）有這樣一些產(chǎn)品或加工方法，他們的生產(chǎn)路線是不可行或不經(jīng)濟的，特別是當(dāng)這些種類的產(chǎn)品在

40、加工時需要迅速轉(zhuǎn)換加工方法。一個重要的概念，在20 世紀50 年代末期得到發(fā)展，那就是機加工中心。一個機加工中心就是運用計算機控制的刀具在工件的不同表面和不同的方向上進行切削操作的能力，通常說工件是不動的，而切削工具進行旋轉(zhuǎn)，比如銑和鉆操作。（6）機加工中心的發(fā)展暗示著計算機控制的機器刀具之間關(guān)系的進步。如數(shù)字控制的車床加工中心擁有兩個轉(zhuǎn)臺帶動幾把切削刀具進行車削，端面車削，鏜孔和切螺紋。（7）工件在加工中心里是被安放在托盤上或模塊上，那樣可以被移動并且可以進行不同方向的旋轉(zhuǎn)和定位，在進行特殊的切削過程完成后，工件不需要移動到另一臺機器進行鉆孔，鉸孔，攻絲之類的附加加工。換句話說，工件和機器是

41、被置于工件上的。（8）當(dāng)所有的加工工作完成后，托盤會自動離開已加工工件，并且另一個托盤運用自動托盤變速器將工件進行定位和加工。所有的傳動機構(gòu)都有計算機控制，并且托盤定位器有10-30 秒的循環(huán)時間，托盤臺能夠使得多級托盤更好的服務(wù)于加工中心，工具同樣能夠被裝備到不同的自動化部件中，諸如上料與下料機構(gòu)。（9）加工中心裝備了可變程序的自動刀具變換器，依賴于這樣的設(shè)計多達200 把切削刀具能夠被貯存在刀庫，刀鼓，刀鏈（工具庫），輔助工具庫能夠更好的為一些特殊加工中心提供更好的切削道具，這些刀具可以自動的任意選擇到達機械主軸的最短路線，刀具交換臂是一個普通的設(shè)計機構(gòu)，他可以旋轉(zhuǎn)來拾取特殊的工具（每一個

42、工具有他自己的刀桿）和他在主軸上的位置。（10）刀具通過直接連接在刀具夾持口上的編碼標(biāo)簽、條形碼或記憶芯片來標(biāo)識。一次換刀時間在5-10 秒鐘，對于小的刀具可以少于1-2 秒，對于重達110 公斤的刀具可以達到30 秒，刀具變換器的設(shè)計趨勢趨向于運用簡單的原理提高換刀的時間。（11）加工中心同時裝備有工具的檢驗臺，他可以給計算機數(shù)字控制提供信息對于在換刀和刀具磨損時的誤差提供補償。接觸試探針可以自動裝入工具夾持口中以確定工件的參考平面，以便對刀具設(shè)置進行選擇并對加工的工件在線檢測。（12）圖4.6 所示的一些表面可以被聯(lián)系起來，他們的相對位置可以被確立并儲存在計算機軟件的數(shù)據(jù)庫中，這些數(shù)據(jù)稍后可被用于編寫刀具工作路徑的程序同時對刀具的長度和直徑進行補償，又可以為預(yù)先加工刀具的磨損提供補償。機加工與切削加工中心的種類（13）盡管這里有不同種類的刀具設(shè)計在加工中心中，兩種最基本的種類垂直主軸和水平主軸；大部分的機器擁有上述兩種軸線的能力，在加工中心中最大的切削刀具的尺寸可以繞工具一周，就像我們知道的工具包絡(luò)，這個術(shù)語第一次應(yīng)用在與工業(yè)機器人的聯(lián)系上。（14）垂直主軸加工中心或是